JP3333420B2 - 三次元案内装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元案内装置に
係り、特に免振建築物、免振床構造に使用する免振装置
を構成するのに適した三次元案内装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地震動の性質を考慮して、その影
響をできるだけ小さく抑えるように特に配慮を施した免
振構造を採用した建築物があり、このような免振建築物
として、地盤と建築物との間に地震よって構造物に伝達
される力をできるだけ小さくする免振装置を組み込んだ
ものがある。

【０００３】このような免振装置は、例えば、図１２に
示すように、建築物３０１を基礎３０２に固定すること
なく、基礎３０２と建築物３０１との間に、建築物３０
１が基礎３０２上を移動することができる案内装置３０
３を組み込み、一定以上の地震力が作用すると、建築物
３０１が案内装置３０３上を滑り、一定以上の力が建築
物３０１に作用しないようにするものである。

【０００４】このような、案内装置として、鋼製のコロ
やボールを用いて曲線案内装置や、三次元案内装置を構
成する方法も提案されている。

【０００５】この案内装置としては、下向きに凸状とし
た形成した円弧面で形成した案内部を設け、この案内部
に沿った形状に形成した建築物の下端部と上記案内部と
の間に、鋼製のコロを配置してたもの（特開平６−３４
６６２７号参照）や、基礎に下向きに凸状となる球面状
の案内部を設け、この案内部に沿った形状に形成した建
築物の下端部と上記案内部との間に、鋼製の球体を配置
してたもの（特開平５−２４８２３号）である。

【０００６】このような曲線案内装置又は三次元案内装
置を使用した免振構造にあっては、地震等の振動がない
状態においては、建物は三次元案内装置等の定常位置に
安定的に位置するし、地震等が発生して地盤が振動して
も、地盤と建物との間は三次元案内装置等により振動絶
縁され、建物には大きな振動は伝わらないものとするこ
とができる。

【０００７】そして、地盤の振動がおさまった後には建
物は、地盤に対する振動を減衰していき、三次元案内装
置の定常位置に安定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来から提案
されている三次元案内装置は、個々の免振建築物に対応
して設計、制作されるものであり、このような免振建築
物の免振構造に使用する案内装置として使用することが
出来るほど耐荷重性能と円滑な差動性を有する免振構造
の構成ユニットとしての三次元案内装置はなく、その提
供が望まれている。

【０００９】そこで、本発明は、大荷重を担うことがで
き、建築物の免振構造に使用することができる三次元案
内装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明において、上記の
課題を解決するための三次元案内装置は、図１乃至図４
に示すように、基台２３と、基台２３の上側に配置され
た円弧状の軌跡を有する第１曲線案内装置２１と、第１
曲線案内装置２１の上方に配置され円弧状の軌跡で第１
曲線案内装置２１の運動平面と交わる運動平面を有する
第２曲線案内装置２２と、第１曲線案内装置２１と第２
曲線案内装置２２との間に位置し第１曲線案内装置２１
と第２曲線案内装置２２とを接続する中間部材２４とを
備え、上記第１及び第２曲線案内装置２１，２２は、垂
直方向に所定の曲率で湾曲して形成され、相対向する面
に所定曲率の円弧に沿って形成されたボール転動溝８
１，８２を有した軌道レール１と、連結部３とその両端
より伸びる一対の袖部４１１，４１２とを有し、かつ両
袖部４１１，４１２に上記軌道レール１のボール転動溝
８１，８２に対応する位置に所定曲率の円弧に沿って形
成されたボール転動溝６，６を有するとともにこのボー
ル転動溝６，６に隣接した無負荷ボール通路８とを有し
たベアリングブロック１０と、ベアリングブロック１０
の前後両端面に取り付けられ、内面側に上記ボール転動
溝６，６と無負荷ボール通路８，８の各端部間を互いに
連結してボール無限循環通路を形成するボール方向転換
通路１５を有した蓋体１３と、上記ボール無限循環通路
内を循環し、上記軌道レール１のボール転動溝８１，８
２と上記ベアリングブロック１０のボール転動溝６，６
との間で荷重を負荷する多数のボール９とを備えたもの
である。

【００１１】また本発明の三次元案内装置は、基台２３
と、基台２３の上側に下に凸な軌跡の第１曲線案内装置
２１を介して配置される中間部材２４と、中間部材２４
の上側に下に凸な軌跡で上記第１曲線案内装置２１の運
動平面と交わる運動平面を有する第２曲線案内装置２２
を介して配置される移動台２５とを備え、上記各曲線案
内装置２１，２２は、断面略矩形で上側を中心とする所
定半径をもって長手方向に沿って湾曲形成され、湾曲中
心側の上側面７１と、この上側面７１と相対する下側面
７２にボール転動溝８１，８２を長手方向にそれぞれ形
成した軌道レール１と、連結部３、及び、この連結部の
上下端から水平方向に伸びて、上記軌道レール１の上側
面７１と下側面７２とに対向配置された第１及び第２袖
部４１１，４１２はボール転動溝６，６とボール循環路
７をそれぞれ備え、軌道レール１のボール転動溝８１，
８２と各袖部４１１，４１２のボール転動溝６，６との
間に多数の荷重負荷ボール９を配置し、ボール循環路で
循環させるベアリングブロック１０を備え、上記ベアリ
ングブロック１０のうち垂直荷重が負荷されない側の第
１の袖部４のボール転動溝並設方向の寸法を垂直荷重が
付加される側の第２の袖部６の寸法より短く構成して、
上記軌道レール１の上側面及び下側面のうち垂直荷重が
負荷されない面を上記ベアリングブロック１０から露出
させて水平の取付面部７４を形成すると共に、軌道レー
ルを取り付ける部材３８に垂直取付面３８２と、この垂
直取付面の端縁から水平方向に伸びる水平取付面３８１
とを形成し、この水平取付面８３１に軌道レール１の上
記取付面部７４を当接させつつ、垂直取付面３８２に軌
道レール１の側面７３に取り付けたものである。

【００１２】この三次元案内装置において、ブロック取
付部材３９に水平取付面３９１及び垂直取付面３９２を
形成し、この水平取付面３９１に上記垂直負荷側袖部を
当接させて、垂直取付面３９２にベアリングブロックの
連結部３を取付けて構成することができる。

【００１３】また、本発明では、基台２３と中間部材２
４との間、及び、中間部材２４と移動台２５との間の少
なくとも一方の間には複数の曲線案内装置を並設するも
のとして構成することができる他、上記三次元案内装置
を構成する曲線案内装置の１つの軌道レールには複数の
ベアリングブロックを設けて構成することができる。

【００１４】そして、上記三次元案内装置の各曲線案内
装置における軌道レール１のボール転動溝８１（８２）
及び袖部４１１，４１２のボール転動溝６の断面形状
は、ボール９の半径より僅かに大きい半径寸法の弧を有
し、上記ボール９はこの各ボール転動溝８１（８２），
６の相対する２点で接触するものとし、ボールの接触個
所を結ぶ直線と荷重が負荷する鉛直線とがなす接触角θ
を鋭角とすることが好適である。

【００１５】また、本発明の三次元案内装置では、上記
袖部４１１，４１２を袖部本体１２と、この袖部４１
１，４１２の移動方向の端部に設けられる蓋体１３とで
構成すると共に、上記袖部本体１２にボール移送通路１
４を形成し、上記蓋体１３に負荷ボール通路５と無負荷
ボール通路８とを連通するボール方向転換通路１５を形
成し、上記ボール移送通路１４と上記ボール方向転換通
路１５とで無負荷ボール通路８を構成することができ
る。

【００１６】さらに、上記基台２３の下面、上記移動台
２５の上面の少なくとも１個所に弾性部材２６を設ける
ことや、上記中間部材２４を上下の２部材構成とし、上
下の部材の間に弾性部材を配置することができる。

【００１７】従って、本発明にかかる三次元案内装置に
よれば基台２３と移動台２５との間に中間部材２４を挟
んで曲線案内装置２１，２２を上下に２段重ねたもので
あり、この曲線案内装置２１，２２は、ベアリングブロ
ック１０は所定半径に湾曲形成された軌道レール１に沿
って移動するので、ベアリングブロック１０は軌道レー
ル１に対して所定の半径を有する円弧状の軌跡で移動す
るのに伴って、多数のボール９が軌道レール１のボール
転動溝８１，８２とベアリングブロック１０のボール転
動溝６とで構成される負荷ボール通路５内を負荷を受け
つつ転動してベアリングブロック１０を円弧に沿って円
滑に案内する。

【００１８】これにより、本発明に係る三次元案内装置
は全体として、２つの円弧運動を組み合わせた三次元的
な運動ができ、また、この三次元案内装置は大きな荷重
を担うことができる。

【００１９】即ち、本発明に係る三次元案内装置におい
て、移動台２５と中間部材２４、中間部材２４と基台２
３との間に設けられた曲線案内装置２１，２２は上記各
部材をレール取付部材３８及びブロック取付部材３９と
して取り付けられており、図４に示すように、レール取
付部材３８（図４（１）の中間部材２４）には、その垂
直取付面３８２に軌道レール１の側面７３が取り付けら
れていると共に、水平取付面３８１に軌道レール１の垂
直荷重非負荷側（図４（１）の軌道レール上側面７１）
の取付面部７４に当接させているから、荷重は軌道レー
ル１の側面７３と垂直取付面３８２で支持されるだけで
なく、軌道レール１をレール取付部材３８の水平取付面
３８１で、荷重が垂直に作用する方向に支持することが
でき、軌道レール１をレール取付部材３８に強固に取付
けることができる。

【００２０】同様に、ブロック取付部材３９（図４
（１）の基台２３）には、その垂直取付面３９２にベア
リングブロック１０の連結部３が取り付けられていると
共に、水平取付面３９ｈにベアリングブロック１０の垂
直荷重非負荷側の袖部４１１を当接させているから、ベ
アリングブロック１０の連結部３と垂直取付面で支持さ
れるだけでなく、ベアリングブロック１０とブロック取
付部材３９の水平取付面３９１で、荷重が垂直に作用す
る方向に支持することができ、ベアリングブロック１０
をブロック取付部材３９に強固に取付けることができ
る。

【００２１】そして、三次元案内装置の組み立て状態に
おいては、図４に示すように、軌道レールが取り付けら
れたレール取付部材（図４（１）の中間部材２４、図４
（２）の中間部材２４）の水平取付面と、ベアリングブ
ロックが取り付けられた、ブロック取付部材（図４
（１）の基台２３、図４（２）の移動台２５）の水平部
は荷重が作用する鉛直線上に並ぶから、レール取付部材
とブロック取付部材との間の垂直荷重を直接支持するこ
とができ、強固な構造となる。また、垂直荷重は多数の
ボール９に分散されて負荷されるから、それぞれのボー
ルにはそれほど大きな荷重は作用せず、各ボール９は十
分に負荷に耐え、三次元案内装置は全体として大きな荷
重を担うことができる。

【００２２】また、複数の曲線案内装置を並設した三次
元案内装置にあっては、三次元案内装置が平面的な広が
りをもっているので、三次元案内装置を安定的に配置で
き、また、荷重が分散されて負荷されるので、より大き
な荷重を担うことができる。

【００２３】さらに、本発明では、ボール９の接触角θ
を荷重作用方向に対して鋭角としたから、負荷した垂直
荷重が垂直方向と水平方向とに適度に分力され、荷重を
有効に支持できると共に、軌道レールとベアリングブロ
ックの横方向のがたつきを防止することができる。

【００２４】そして、弾性部材を採用した三次元案内装
置にあっては、三次元案内装置に作用する垂直方向の衝
撃的荷重はこの弾性体で吸収され、衝撃的な荷重に耐え
ることができ、例えば、地震の初期振動として垂直振動
が加わり、三次元案内装置上下方向に荷重の変動が発生
したとしても、上記緩衝部材により、この荷重の変動は
緩衝されて、三次元案内装置に衝撃的な荷重が負荷する
ことはなくなり、初期垂直振動により三次元案内装置が
破損するのを防止することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る三次元案内装置の構成を詳細に説明する。

【００２６】〔三次元案内装置に使用する曲線案内装
置〕まず、この形態に係る三次元案内装置２０の曲線案
内装置２１及び曲線案内装置２２について詳細に説明す
る。図１及び図２は曲線案内装置２１，２２を示すもの
である。

【００２７】この例の三次元案内装置に使用する曲線案
内装置２２，２２は、上述したように軌道レール１とベ
アリングブロック１０とから構成される。

【００２８】軌道レール１は、図１に示すように、断面
略矩形で所定半径をもって長手方向に沿って湾曲形成さ
れ、湾曲中心側の上側面７１と、この上側面と相対する
下側面７２にボール転動溝８１，８２を長手方向にそれ
ぞれ形成してなる。

【００２９】この例では軌道レール１に設けたボール転
動溝８１，８２のうち荷重負荷側の上側面７１に形成し
たボール転動溝８１はボールを３列転動できるものと
し、反対側の下側面７２に形成したボール転動溝８２は
上記上側面７１より少なく、ボールを２列転動できるも
のとしている。

【００３０】そして、上記上側面７１に３列設けたボー
ル転動溝８１は、図１１に示すように、３列のうち２列
のボール転動溝の間に凸部７５を設け、ボール９を凸部
７５の両側から接触させ、また下側面７２に２列設けた
ボール転動溝８２の間にも凸部７６を設けてボール９を
凸部７６の両側から接触させるものとしている。

【００３１】この例に係る曲線案内装置２２は、荷重が
上側面７１に作用することを想定しており、上側面７１
のボール転動溝８１を３列として、下側面７２のボール
転動溝８２を２列として構成している。なお、このボー
ル転動溝の数は任意に選択することができる。大荷重を
担うためには、軌道レール１及びベアリングブロック１
０は、それぞれ少なくとも４条のボール転動溝を有する
ことが望ましい。

【００３２】一方、荷重が下側面７２に作用する曲線案
内装置にあっては、下側面７２のボール転動溝８２を３
列として、上側面７１のボール転動溝８１を２列として
構成することができる。

【００３３】また、これらのボール転動溝８１、８２と
軌道レールとの湾曲中心とは一致するものとしている。
尚、図中符号１６は軌道レール１を基台等に取付けるた
めのボルト貫通孔を示している。

【００３４】そして、この軌道レール１に嵌合されるベ
アリングブロック１０は、図２に示すように、連結部
３、及び、この連結部の両端から垂直方向に延設され、
この軌道レール１の上側面７１と下側面７２とに対向配
置された上下２つの袖部４１１，４１２で凹部１７を有
して略コ字状に形成されており、この凹部に上記軌道レ
ール１を抱き込む。そして、この例では、ベアリングブ
ロックの２つの袖部４１１，４１２のうち垂直荷重が負
荷しない側の袖部４１２の負荷ボール並設方向の寸法Ｄ
１を垂直荷重が負荷する側の袖部４１１の寸法Ｄ２より
短くして、上記軌道レールの垂直荷重が負荷しない側の
下側面７１の端縁の面を露出させて水平方向の取付面部
７４を形成している。

【００３５】袖部４１１，４１２は、図２に示すよう
に、その内面側に上記軌道レール１のボール転動溝８
１，８２とで負荷ボール通路５を形成するボール転動溝
６を備え、さらに、これら負荷ボール通路５とでボール
循環路７を形成する無負荷ボール通路８を備えている。

【００３６】この例では、図１に示すように、ベアリン
グブロック１０は、袖部４１１，４１２を袖部本体１２
と、袖部４１１，４１２の移動方向の端部に設けられる
蓋体１３とで構成し、上記袖部本体１２にボール移送通
路１４を形成して、上記蓋体１３に上記負荷ボール通路
５と上記ボール移送通路１４とを連通するボール方向転
換通路１５を形成している。

【００３７】このボール方向転換通路１５は、図１に示
すように、ボール９が半円弧状の軌跡を描いてその移動
方向を反転して移動する通路であり、半環形状をなして
いる。

【００３８】これにより、上記ボール移送通路１４と上
記ボール方向転換通路１５とで無負荷ボール通路８を構
成する。そして、上記ボール循環路７内に多数のボール
９を充填して、負荷ボール通路にボール９を配置させ
て、ベアリングブロック１０または軌道レール１にかか
る荷重を分散して担いつつ転動し、軌道レール１にそっ
てベアリングブロック１０を案内する。

【００３９】この例において、この負荷ボール通路５を
構成する各ボール転動溝８１，８２，６の断面形状は、
上記ボール９の半径より僅かに大きい半径寸法の弧を有
し、上記ボール９はこの各ボール転動溝８１，８２，６
に一個所で接触して、１つのボール９は、図２に示すよ
うに相対する位置にある２点で負荷通路５に接触して転
動する。この時軌道レールの凸部をはさむ２つのボール
の接触角は図２に示すように外開きとし、その接触角θ
を鋭角である略３０度としている。これにより、負荷し
た垂直荷重を垂直方向と水平方向とに適度に分力して、
荷重を有効に支持できると共に、軌道レールとベアリン
グブロックの横方向のがたつきを防止することができ
る。

【００４０】本例では、ベアリングブロック１０の移動
に応じて、上記負荷ボール通路５内を転動して負荷ボー
ル通路５の一端部に至ったボール９は、蓋体１３のボー
ル方向転換通路１５及びボール移送通路１４からなる無
負荷ボール通路８を経て、負荷ボール通路５の反対側の
端部に戻るように循環することができる他、負荷ボール
通路５と無負荷ボール通路８との間を自由に往復してベ
アリングブロック１０を案内する。尚、図中符号１８は
ベアリングブロック１０への部材固定用のボルト孔を示
している。

【００４１】このように、曲線案内装置２２において、
ベアリングブロック１０と軌道レール１との間には、ボ
ール９の転がり摩擦しか作用せず、ベアリングブロック
１０は軌道レール１にそって円滑に移動する。このと
き、荷重は、多数のボールに分散されて負荷されるか
ら、それぞれのボールにはそれほど大きな荷重は作用せ
ず、各ボール９は十分に負荷に耐え、曲線案内装置は大
きな荷重を担うことができる。

【００４２】また、この曲線案内装置によればボール９
は負荷ボール通路において軌道レール１の突起７５，７
６を挟み込んでいるから軌道レール１とベアリングブロ
ック１０の上下方向又はボール９に案内されて移動する
方向以外の水平方向の相対移動は、確実に防止され、移
動台は回転力に対応することができる他、ベアリングブ
ロック１０のがたつきや振れを防止して所望の円弧状の
軌跡に沿ってのみ円滑に作動する。

【００４３】〔第１の実施の形態〕次に、第１の実施の
形態に係る三次元案内装置について説明する。本例の三
次元案内装置２０は、図３及び図４に示すように、基台
２３と、基台２３の上側に下に凸な軌跡の下側の曲線案
内装置２１を介して配置される中間部材２４と、中間部
材２４の上側に下に凸な軌跡で上記曲線案内装置２１の
運動平面と交わる運動平面を有する上側の曲線案内装置
２２を介して配置される移動台２５とからなる。

【００４４】本例では、曲線案内装置２１及び曲線案内
装置２２の構造は上述したものと同一である。

【００４５】基台２３は、垂直部２３１と水平部２３２
とで断面略Ｌ字状に形成した部材であり、下側の曲線案
内装置２１に対してブロック取付部材３９となる。ま
た、中間部材２４は２つの垂直取付板部材２４１，２４
２を直交させて、上下に取り付けた構造で下側の曲線案
内装置２１に対してレール取付部材３８となり、且つ、
上側の曲線案内装置２２に対してレール取付部材３９と
なる。さらに、移動台２５は垂直部２５１と水平部２５
２とで断面略Ｌ字状に形成した部材であり、上側曲線案
内装置２２に対してブロック取付部材３９となる。

【００４６】次に図４（１），（２）に基づいて、基台
２３、下側の曲線案内装置２１及び中間部材２３の取付
関係について説明する。前記下側の曲線案内装置２１
は、軌道レール１にレール取付部材３９としての中間部
材２４の下側の垂直取付板部材２４１を接続し、ベアリ
ングブロック１０にブロック取付部材３９としての基台
２３を接続している。この場合垂直荷重は、主に軌道レ
ール１の下側面７２と、ベアリングブロック１０の下側
の袖部４１１に負荷する。

【００４７】そして、この例では基台２３の水平部２３
１の上面を水平取付面３９１、垂直部２３２の内側面を
垂直取付面３９２として、水平取付面３９１に下側の袖
部４１１を当接させて、垂直取付面３９２にベアリング
ブロックの連結部３を取付けている。

【００４８】また、この例では中間部材２４の下側の垂
直取付部材２４１に断面矩形の切欠き部を設けて垂直取
付面３８２とこの垂直取付面３８２の上端縁から水平方
向に伸びる水平取付面３８１とを形成し、この水平取付
面３８１に軌道レール１の上側面７１の取付面部７４を
当接させて、垂直取付面３８２に軌道レールの側面７３
を取り付ている。尚、この基台２３の水平部２３ｂをゴ
ム、硬質合成樹脂等の弾性部材２６を介して基礎６０に
取付けるものとしている。

【００４９】次に、図４（２）に基づいて、中間部材２
４、上側の曲線案内装置２２及び移動台２５の取付関係
について説明する。この取付関係は上記基台２３、下側
の曲線案内装置２１及び中間部材２４の取付関係を上下
に逆転した構造となる。即ち、前記上側の曲線案内装置
２２は、軌道レール１にレール取付部材３９としての中
間部材２４の上側の垂直取付板部材２４２を接続し、ベ
アリングブロック１０にブロック取付部材３９としての
移動台２５を接続している。

【００５０】この場合垂直荷重は、主に軌道レール１の
上側面７２と、ベアリングブロック１０の上側の袖部４
１２に負荷するため、軌道レール１の上側面７１に設け
るボール転動面の数を３とし、下側面７２に設けるボー
ル転動面の数を２としている。

【００５１】そして、移動台２５の水平部２５１の上面
を水平取付面３９１、垂直部２５２の内側面を垂直取付
面３９２として、水平取付面３９１に上側の袖部４１２
を当接させて、垂直取付面３９２にベアリングブロック
の連結部３を取付けると共に、中間部材２４の上側の垂
直取付部材２４２に断面矩形の切欠き部を設けて垂直取
付面３８２とこの垂直取付面３８２の下端縁から水平方
向に伸びる水平取付面３８１とを形成し、この水平取付
面３８１に軌道レール１の下側面７２の取付面部７４を
当接させて、垂直取付面３８２に軌道レールの側面７３
を取り付ている。なお、この移動台２５の水平部２５２
はゴム、硬質合成樹脂等の弾性部材２６を介して建築物
６１に取付けられる。

【００５２】このような構造により、下側の曲線案内装
置２１と上側の曲線案内装置２２とは中間部材２４を介
して直交するように連結されることとなる。また、この
例では、曲線案内装置２１の軌道レール１の湾曲中心
と、曲線案内装置２２の軌道レール１の湾曲中心とを一
致するものとして、それぞれの軌道レールの湾曲半径を
選択しているため、三次元案内装置は全体として、下に
凸の球面に沿って案内するものとする。

【００５３】従って、本実施の形態に係る三次元案内装
置は上記曲線案内装置を上下に２段重ねたものであるか
ら、移動台２５は基台に対して、２つの円弧運動を組み
合わせた三次元的な運動ができる。

【００５４】また、本形態に係る三次元案内装置にあっ
ては、基台２３、曲線案内装置２１、中間部材２４、曲
線案内装置２２を上述のような構造で組み合わせている
ものであるから、各曲線案内装置２１，２２の軌道レー
ル１において、荷重は軌道レール１の側面７３と垂直取
付面３８２で支持されるだけでなく、軌道レール１をレ
ール取付部材３８の水平取付面３８１で、荷重が垂直に
作用する方向に支持することができ、軌道レール１をレ
ール取付部材３８に強固に取付けることができ、さら
に、荷重は、ベアリングブロック１０において、ベアリ
ングブロック１０の連結部３とブロック取付部材３９の
垂直取付面３９２で支持されるだけでなく、ベアリング
ブロック１０と水平取付面３９１で、荷重が垂直に作用
する方向に支持することができ、ベアリングブロック１
０をブロック取付部材３９に強固に取付けることができ
る。

【００５５】さらに、レール取付部材の水平取付面と、
ブロック取付部の水平部は荷重が作用する鉛直線上に並
ぶから、レール取付部材とブロック取付部材との間の垂
直荷重を直接支持することができ、強固な構造とするこ
とができる。また、三次元案内装置の基台２３の下部及
び移動台２５の上部に弾性部材２６を配置しているから
三次元案内装置に作用する垂直方向の衝撃的荷重はこの
弾性体で吸収され、衝撃的な荷重に耐えることができ
る。

【００５６】ここで、この例に示す三次元案内装置の使
用例を説明する。第１の使用例は、図１３に示すよう
に、建物３０１と基礎３０２との間に設けた複数の三次
元案内装置の案内軌跡である円弧の中心を１つの点Ｏと
するように、各三次元案内装置の案内半径及び取付位置
を調整して取付けるものである。

【００５７】この場合には、建物３０１は地震振動によ
り、上記点Ｏを中心とする球面上を振動することとな
る。また、第２の使用例は、図１４に示すように、各三
次元案内装置３０３の案内軌跡である球面の中心を１点
とすることなくそれぞれ別に設定し、建物に取付けるも
のである。この場合には建物３０１と各三次元案内装置
３０３との間には振動時における建物３０１と三次元案
内装置３０３との間に発生する傾きを許容する揺動機構
３０４を設ける必要がある。この揺動機構３０４として
は、球面継手等のヒンジ装置、ゴム等の弾性体により構
成したものを使用することができる。

【００５８】〔第１の実施の形態の変形例〕図５
（１），（２）は本実施の形態の変形例を示す概略図で
ある。この例に係る三次元案内装置３０と、上記第１の
例に係る三次元案内装置２０との違いは、三次元案内装
置３０の下側において曲線案内装置３１の軌道レール１
を基台３３に取り付けて基礎６０に固定する一方、中間
部材３４で曲線案内装置３１のベアリングブロック１０
と上側の曲線案内装置３２の軌道レール１とを接続して
いる点である。

【００５９】従って、この例では、基台３３は、下側の
曲線案内装置３１に対してレール取付部材３９となり、
中間部材３４は下側の曲線案内装置３１に対してブロッ
ク取付部材３９、かつ、上側の曲線案内装置２２に対し
てレール取付部材３８となり、さらに、移動台３５は上
側曲線案内装置３２に対してブロック取付部材３９とな
る。そして、その他の基本構成は、上記図２に示した三
次元案内装置と同一であり、また、各曲線案内装置３
１，３２の構成は上述した曲線案内装置と同一である。

【００６０】図６（１），（２）は、本実施の形態の第
３変形例を示す概略図である。この例に係る三次元案内
装置４０と、上記第１の例に係る三次元案内装置２０と
の違いは、三次元案内装置３０の上側において曲線案内
装置４２の軌道レール１を移動台４５に取り付けて建築
物６１に固定する一方、中間部材４４で曲線案内装置４
２のベアリングブロック１０とした側の曲線案内装置４
２の軌道レール１とを接続している点である。

【００６１】従って、この例では、基台４３は、下側の
曲線案内装置４１に対してブロック取付部材３９とな
り、中間部材４４は下側の曲線案内装置４１に対してレ
ール取付部材３８、かつ、上側の曲線案内装置４２に対
してブロック取付部材３９となり、さらに、移動台４５
は上側曲線案内装置４２に対して基台レール取付部材３
８となる。そして、その他の基本構成、上記図１に示し
た三次元案内装置と同一であり、また、各曲線案内装置
４１，４２の構成は上述した曲線案内装置と同一であ
る。

【００６２】図７（１），（２）は、本実施の形態の第
３変形例を示す概略図である。この例に係る三次元案内
装置５０と、上記第１の例に係る三次元案内装置２０と
の違いは、三次元案内装置３０の下側において曲線案内
装置５１の軌道レール１を基台５３に取り付けて基礎６
１に固定する一方、中間部材５４に下側曲線案内装置５
１のベアリングブロック１０と上側の曲線案内装置５２
のベアリングブロック１０を固定し、さらに、上側の曲
線案内装置５２の軌道レール１を移動台５５に取り付け
て建築物６１に固定している点である。

【００６３】従って、この例では、基台５３は、下側の
曲線案内装置５１に対してレール取付部材３８となり、
中間部材５４は下側の曲線案内装置５１に対してブロッ
ク取付部材３９、かつ、上側の曲線案内装置５２に対し
てブロック取付部材３９となり、さらに、移動台５５は
上側曲線案内装置５２に対してレール取付部材３９とな
る。そして、その他の基本構成、上記図１に示した三次
元案内装置と同一であり、また、各曲線案内装置５１，
５２の構成は上述した曲線案内装置と同一である。

【００６４】これらの各変形例でも、上述した三次元案
内装置の形態と同様に基台及び移動台には弾性部材２６
を取り付け、基礎６０及び建築物６１の間に配置して建
築物の免振構造を構成することができる。

【００６５】尚、上記の各例において、曲線案内装置の
ベアリングブロック１０は各軌道レールに付いて１個設
けるように構成したが、各軌道レール１について複数設
けるようにし、複数のベアリングブロック１０を連結し
て構成するようにしてもよい。

【００６６】〔第２の実施の形態〕次に本発明にかかる
三次元案内装置の第２の実施の形態を説明する。この形
態は、上記第１の形態の三次元案内装置の、基台と中間
部材の間、中間部材と移動台とのあいだに設けた曲線案
内装置をそれぞれ２台とし、各曲線案内装置のベアリン
グブロックを２つとしたものに相当し、基台、中間部材
及び移動台の構成が異なるだけで、軌道レール１及びベ
アリングブロック１０の構成は図１及び図２に示したも
のと同一の構成のものを使用している。即ち、本実施の
形態において、三次元案内装置１００は、図８に示すよ
うに、基台１０５に、２つの曲線案内装置１０３，１０
３を取り付け、さらにこの上に中間部材１０６を介して
２つの曲線案内装置１０４，１０４を取り付け、この曲
線案内装置１０４，１０４に移動台１０７を取り付けた
ものである。

【００６７】この例では基台１０５は平板部１０８とこ
の平板部１０８の両端に平行に立設した垂直部１０９と
からなる断面略コ字状部材で、ブロック取付部材３９を
構成する。そして、それぞれの垂直部１０９に２つのベ
アリングブロック１０を一組として所定の間隔をあけ、
１つの軌道レール１が嵌合できるよう、所定の角度位置
に取り付けている。この例では、平板部１０８上にスペ
ーサを取り付け、ベアリングブロック１０の下側袖部４
１２が当接する水平部３９１を形成すると共に、垂直部
１０９の内面を垂直取付面３９２として、ベアリングブ
ロック１０を取り付けており、ベアリングブロック１０
からの荷重が直接平板部１０８に伝達される。そして、
このベアリングブロック体１０に嵌合する２本の軌道レ
ール１を中間部材１０６に接続している。

【００６８】この中間部材１０６は、２枚平行に配置し
た下側垂直板材１１０に２枚の上側垂直板材を井桁状に
組付けたもので、下側垂直板材１１０を下側曲線案内装
置のレール取付部材として２本の軌道レール１を取り付
け、上側垂直板材１１１を上側の曲線案内装置１０４の
レール取付部材３８として曲線案内装置１０４の２本の
軌道レール１を取り付けている。そして２本の下側垂直
板材１１０には、上述した第１の実施の形態にかかる中
間部材の下側垂直部材と同様に垂直取付面３８２と水平
取付面３８１とを形成し、軌道レール１の下側面７２の
露出部を上記水平取付面３８１に接合すると共に、側面
７３を上記垂直取付材１１０に取付けるものとしてい
る。また２本の上側垂直板材１０６にも同様に、垂直取
付面３８２と水平取付面３８１とを形成し、上側の曲線
案内装置１０４の軌道レール１の下側面７２の露出部を
上記水平取付面３８１に接合すると共に、側面７３を上
記垂直取付面３８２に取付けるものとしている。

【００６９】そして、この軌道レール体１０１には移動
台１０７に取り付けられた２つ１組のベアリングブロッ
ク１０を２組からなるベアリングブロック体１０２が嵌
合している。移動台１０７は２枚平行に配置した垂直部
１１２に平板部１１３を取り付けて構成したもので、そ
れぞれの垂直部材１１４に２つのベアリングブロック１
０を一組として、所定の間隔をあけ、１つの軌道レール
１が嵌合できるよう、所定の角度位置に取り付けてい
る。即ち、移動台１０７の構造は、上記基台１０５を上
下方向に逆にし、水平方向に９０度回転したものに相当
する。尚、図中符号２６は基台１０５及び移動台１０７
の平板部１０８，１１５面に設けた弾性部材である。

【００７０】そして、この例では、曲線案内装置１０３
の軌道レール１の湾曲中心と、曲線案内装置１０４の軌
道レール１の湾曲中心とを一致するものとして、それぞ
れの軌道レールの湾曲半径を選択しているため、移動台
１０７は基台１０５に対して下に凸の球面に沿って案内
される。

【００７１】本実施の形態においては、上記第１の実施
の形態において説明した動作が、基台１０５と中間部材
１０６との間及び中間部材１０６と移動台１０７との間
において同様に営まれるから、三次元案内装置を高荷重
で使用することができ、円滑な作動をするものとするこ
とができ、さらに弾性部材により縦方向の振動を吸収す
ることができる。

【００７２】加えて、本実施の形態の三次元案内装置１
００にあっては、三次元案内装置が平面的な広がりをも
って構成されているので、三次元案内装置を安定的に配
置でき、また、曲線案内装置を２つを１組として三次元
案内装置を構成しているので荷重が分散されて負荷され
るので、より大きな荷重を担うことができ建築物の免振
構造に使用するのに最適である。

【００７３】〔第２の実施の形態の変形例〕図９
（１），（２）は本実施の形態の変形例を示す概略図で
ある。この例に係る三次元案内装置１２０は、基台１２
５をレール取付部材３８とし、２台の曲線案内装置１２
３の軌道レール１を取り付けて基礎に固定している。ま
た、中間部材１２６を下側の２台の曲線案内装置のブロ
ック取付部材３９として２台の曲線案内装置１２３の各
２つ合計４つのベアリングブロック１０を取付けると共
に、上側の２台の曲線案内装置１２４のレール取付部材
３８として２本の軌道レール１を接続している。そし
て、移動台１２７を上側の２台の曲線案内装置１２４の
ブロック取付部材として、各曲線案内装置１２４の各２
つのベアリングブロック１０を取り付けている。

【００７４】図１０は本実施の形態の第２変形例を示す
概略図である。この例に係る三次元案内装置１３０は、
基台１３５をブロック取付部材３９とし、下側の２台の
曲線案内装置１３３の各２つ、合計４つのベアリングブ
ロック１０を取り付けて基礎に固定している。また、中
間部材１３６を下側の２台の曲線案内装置の軌道レール
取付３８として２台の曲線案内装置１３３の２本の軌道
レール１を取付けると共に、上側の２台の曲線案内装置
１３４のブロック取付部材３９としてとして上側の２台
の曲線案内装置１３４の各２つ、合計４つのベアリング
ブロック１０を取り付けている。そして、移動台１３７
を上側の２台の曲線案内装置１３４のレール取付部材３
８として、各曲線案内装置１３４の２本の軌道レール１
を取り付けている。

【００７５】図１１は本実施の形態の第３変形例を示す
概略図である。この例に係る三次元案内装置１４０は、
基台１４５を下側の２台の曲線案内装置１４３のレール
取付部材３８とし、２本の軌道レール１を取り付けて基
礎に固定している。また、中間部材１４６を下側の２台
の曲線案内装置のブロック取付部材３９として下側の２
台の曲線案内装置１４３の各２つ、合計４つのベアリン
グブロック１０を取り付けると共に、上側の２台の曲線
案内装置１４４のブロック取付部材３９として上側の２
台の曲線案内装置１４４の各２つ、合計４つのベアリン
グブロック１０を取り付けている。そして、移動台１４
７を上側の２台の曲線案内装置１４４のレール取付部材
３８として、各曲線案内装置１４４の２本の軌道レール
１を取り付けている。

【００７６】また、上記各変形例も、上述した第２の三
次元案内装置の実施の形態と同様に基台及び移動台には
弾性部材２６を取り付け、基礎６０及び建築物６１の間
に配置して建築物の免振構造を構成することができる。

【００７７】〔第３の実施の形態〕次に、第３の実施の
形態に係る三次元案内装置について説明する。図１５及
び図１６は第３の実施の形態に係る三次元案内装置を示
す図であり、図１５は正面図、図１６は図１５のXVI矢
視図である。本例の三次元案内装置は、図１５及び図１
６に示すように、基台２３と、基台２３の上側に配置さ
れた円弧状の軌跡を有する第１曲線案内装置２１と、第
１曲線案内装置の上方に配置され円弧状の軌跡で上記第
１曲線案内装置２１の運動平面と交わる運動平面を有す
る第２曲線案内装置２２と、第１曲線案内装置２１と第
２曲線案内装置２２との間に位置し第１曲線案内装置２
１と第２曲線案内装置２２とを接続する中間部材２４と
から構成されている。第２曲線案内装置２２上に建築物
を積載する移動台２５が固定されている。本例において
は、中間部材２４はユニバーサルジョイントから構成さ
れており、第１曲線案内装置２１と第２曲線案内装置２
２との間の傾斜を吸収するようになっている。本例にお
ける中間部材としては、ユニバーサルジョイント以外
に、球面軸受、バネ、ゴム等の弾性体などでもよい。

【００７８】第１曲線案内装置２１及び第２曲線案内装
置２２は、同一の構成からなり、互いにベアリングブロ
ック１０の上面が対向するように配置されている。図１
７乃至図２０は第１曲線案内装置２１および第２曲線案
内装置２２の詳細を示す図であり、図１７は斜視図、図
１８は図１７の要部拡大図、図１９は図１７のXIX−XIX
線断面図、図２０はベアリングブロックに形成されたボ
ール転動溝を示す斜視図である。

【００７９】図１７に示すように、第１（第２）曲線案
内装置２１（２２）は、垂直方向に所定の曲率で湾曲し
て形成された曲線軌道レール１と、曲線軌道レール１に
多数のボール９を介して摺動自在に支持された無限ボー
ル循環路を形成したベアリングブロック１０とから構成
されている。

【００８０】曲線軌道レール１は、断面略矩形で垂直方
向に所定曲率をもって円弧状に形成されている。曲線軌
道レール１は、曲率中心Ｏが垂直方向の上方にあり、曲
率半径がＲに設定されており、曲線軌道レール１の上面
１ａが凹面、下面１ｂが凸面になっている。

【００８１】図１８および図１９に示すように、曲線軌
道レール１の左右両側面１ｃ，１ｄには、所定曲率の円
弧に沿って上下一対のボール転動溝１１１，１１２が形
成されている。ベアリングブロック１０は連結部３とそ
の両側より下方に向けて垂下する左右一対の袖部４１
１，４１２とを有して下面側に凹部を備えている。そし
て、ベアリングブロック１０の両袖部４１１，４１２に
は、前記曲線軌道レール１のボール転動溝１１１，１１
２に対応する位置に所定曲率の円弧（曲率半径Ｒ）に沿
って上下一対のボール転動溝２２１，２２２が形成され
ている。

【００８２】また、ベアリングブロック１０には、上記
上下一対のボール転動溝２２１，２２２に隣接して、か
つ、これらボール転動溝２２１，２２２に対応して上下
一対の無負荷ボール穴２２３，２２４が形成されてい
る。ベアリングブロック１０の前後両端面には、図１８
に示すように、内面側に前記ボール転動溝１２１，１２
２と無負荷ボール穴２２３，２２４の各端部間を互いに
連結して無限循環通路を形成するボール方向転換通路１
５を有した蓋体１３，１３が取付けられている。そし
て、上記多数のボール９は、各無限循環通路内を循環
し、曲線軌道レール１のボール転動溝１１１，１１２と
ベアリングブロック１０のボール転動溝２２１，２２２
との間で荷重を負荷しながら転走するようになってい
る。また、図１９に示すように、ベアリングブロック１
０の凹部内には、一対の下部側保持プレート１１６ａ，
１１６ａおよび上部側保持プレート１１６ｂが固定され
ており、これら保持プレート１１６ａ，１１６ｂにより
ボール９がベアリングブロック１０に保持されるように
なっている。

【００８３】上記ボール転動溝１１１，１１２，２２
１，２２２の転動面は、ボール半径よりも大きい半径で
曲面状に形成されたサーキュラー溝からなり、各ボール
転動溝１１１，１１２，２２１，２２２はボール９が接
触転動する接触面を一面のみ有している。そして、ボー
ル９と相対向するボール転動溝１１１，２２１又は１１
２，２２２の接触点とを結ぶ接触角線は、荷重作用方向
に対していずれも４５°の角度に設定されている。

【００８４】本実施例においては、図１９に示すように
ベアリングブロック１０の上面に重量物７０（仮想線で
示す）を搭載した場合、重量物７０の重量Ｗは、ベアリ
ングブロック１０および軌道レール１の中央部に垂直方
向から作用し、かつベアリングブロック１０および軌道
レール１のボール転動溝１１１，１１２，２２１，２２
２に等分に負荷されるため、ベアリングブロック１０お
よび軌道レール１に曲げモーメントが作用することがな
い。

【００８５】図２０は本発明のベアリングブロック１０
に形成された上下のボール転動溝２２１，２２２を示す
斜視図である。ボール転動溝２２１，２２２は垂直方向
に所定の曲率で円弧状に形成されており、これらボール
転動溝２２１，２２２は下に凸状になっている。ボール
転動溝２２１，２２２は、曲率中心Ｏが垂直方向の上方
にあり、曲率半径がＲに設定されている。そして、ボー
ル転動溝２２１，２２２の溝深さは、ベアリングブロッ
ク１０の長手方向に沿って均一である。また、曲線軌道
レール１の両側面１ｃ，１ｄに形成されたボール転動溝
１１１，１１２も垂直方向に所定の曲率（曲率半径Ｒ）
で円弧状に形成されている。

【００８６】〔第３の実施の形態の変形例〕本発明に係
る曲線案内装置の第３の実施の形態の変形例を図２１乃
至図２３を参照して説明する。図２１は第１（第２）曲
線案内装置の断面図、図２２は第１（第２）曲線案内装
置の斜視図である。図２１および図２２に示す実施例に
おいて、図１７乃至図２０に示す実施例と同様の作用を
なす要素は同一の符号を用いて説明する。

【００８７】本実施例における曲線軌道レール１および
ベアリングブロック１０の主要構成は、図１７乃至図２
１に示す実施例と同様であるが、ボール転動溝の構成の
みが異なる。即ち、本実施例の曲線案内装置において
は、図２１および図２２に示すように、曲線軌道レール
１の上側ボール転動溝１１１はレール上面１ａに形成さ
れ、ベアリングブロック１０の上側ボール転動溝２２１
は連結部３の下面に形成されている。また、曲線軌道レ
ール１の左右両側面１ｃ，１ｄには、所定曲率の円弧に
沿って下側ボール転動溝１１２が形成されている。ベア
リングブロック１０の両袖部４１１，４１２には、曲線
軌道レール１の下側ボール転動溝１１２に対応する位置
に所定曲率の円弧にそって下側ボール転動溝２２２が形
成されている。その他の構成は図１７乃至図２０に示す
実施例と同様である。

【００８８】ボール９と相対向する上側ボール転動溝１
１１，２２１の接触点を結ぶ接触角線は鉛直方向（荷重
作用方向）に設定されている。また、ボール９と相対向
する下側ボール転動溝１１２，２２２の接触点を結ぶ接
触角線は水平線に対して３０°の角度に設定されてい
る。

【００８９】図２３は本発明のベアリングブロック１０
の連結部３および袖部４１１に形成された上下のボール
転動溝２２１，２２２を示す斜視図である。上下ボール
転動溝２２１，２２２は垂直方向に所定の曲率（曲率半
径Ｒ）で円弧状に形成されており、これらボール転動溝
２２１，２２２は下に凸状になっている。

【００９０】〔第３の実施の形態の第２変形例〕本発明
に係る三次元案内装置の第３の実施の形態の第２変形例
を図２４乃至図２６を参照して説明する。図２４は曲線
案内装置の断面図、図２５は曲線案内装置の斜視図であ
る。図２４および図２５に示す実施例において、図２１
乃至図２３に示す実施例と同様の作用をなす要素は同一
の符号を用いて説明する。

【００９１】本実施例における曲線軌道レール１および
ベアリングブロック１０の主要構成は、図２１乃至図２
３に示す実施例と同様であるが、ボール転動溝の構成の
みが異なる。即ち、本実施例の曲線案内装置において
は、図２４および図２５に示すように、曲線軌道レール
１のレール上面１ａには、軌道レール１に沿って並列し
て短かい円柱状のローラ１８が転送するローラ転動面１
１１ａが形成されている。ベアリングブロック１０の連
結部３の下面には、軌道レール１の上面１ａのボール転
動溝１１１ａに対応する位置に所定曲率の円弧（曲率半
径ｒ）に沿って並列してローラ転動面２２１ａ，２２１
ａが形成されている。またベアリングブロック１０の上
面にはローラ１８用の無負荷ローラ穴２２３ａ，２２３
ａが形成されている。

【００９２】また、曲線軌道レール１の左右両側面１
ｃ，１ｄには、所定曲率の円弧に沿って下側ボール転動
溝１１２が形成されている。ベアリングブロック１０の
両袖部４１１，４１２には、曲線軌道レール１の下側ボ
ール転動溝１１２に対応する位置に所定曲率の円弧にそ
って下側ボール転動溝２２２が形成されている。その他
の構成は図２１乃至図２３に示す実施例と同様である。
ローラ１８と相対向するローラ転動面１１１ａ，２２１
ａの接触点を結ぶ接触角線は鉛直方向（荷重作用方向）
に設定されている。また、ボール９と相対向する下側ボ
ール転動溝１１２，２２２の接触点を結ぶ接触角線は水
平線に対して３０°の角度に設定されている。

【００９３】本実施例においては、２条のボール列と２
条のローラ列でラジアル負荷を支承し、かつ転動体に短
かい円柱状のローラを使用しているため、ラジアル負荷
能力が極めて高く、重荷重を支承することができるとと
もに高剛性を実現することができる。

【００９４】図２６は本発明のベアリングブロック１０
の連結部３および袖部４１１に形成されたローラ転動面
２２１ａおよびボール転動溝２２２を示す斜視図であ
る。ローラ転動面２２１ａおよびボール転動溝２２２は
垂直方向に所定の曲率（曲率半径ｒ）で円弧状に形成さ
れており、これらローラ転動面２２１ａおよびボール転
動溝２２２は下に凸状になっている。

【００９５】以上説明した第３の実施の形態及びその変
形例によれば、建造物の荷重によって、ベアリングブロ
ックおよび曲線軌道レールに曲げモーメントが作用する
ことがないため、積載物が重量物であっても、ベアリン
グブロックの変形がなく、又曲線軌道レールがうねるこ
とがなく、高精度の垂直方向の円弧運動の案内が可能と
なる。また４条のボール列、または２条のボール列と２
条のローラ列によってラジアル負荷をラジアル支承する
ことができるため、ラジアル負荷能力が極めて高い案内
装置とすることができる。したがって、建造物を支持す
る免震装置に好適な構造とすることができる。また、本
形態によれば、第１曲線案内装置２１と第２曲線案内装
置２２の間に位置する中間部材２４をフレキシブルジョ
イントとすることにより移動台２５上に建築物を直接固
定することができる。

【００９６】図２７は本発明の第３の実施の形態及びそ
の変形例に好適に適用される中間部材２４の一例を示す
分解斜視図である。本例における中間部材２４はユニバ
ーサルジョイントから構成されている。即ち、図２７に
示すように、中間部材２４は、上下一対のヨーク部材２
４１，２４２と、一対のヨーク部材２４１，２４２を連
結する直交した２つの軸線Ｌ_X，Ｌ_Yを有する十字軸２４
３によって構成されている。ヨーク部材２４１，２４２
は、それぞれベアリングブロック１０に固定されるフラ
ンジ２４１ａ，２４２ａと、フランジ２４１ａ，２４２
ａに一体に形成されたヨーク２４１ｂ，２４２ｂとから
構成されている。前記十字軸２４３の軸端部はヨーク２
４１ｂ，２４２ｂの穴２４１ｈ，２４２ｈに回転自在に
挿入され、これにより上下一対のヨーク部材２４１，２
４２は連結される。

【００９７】上述の構成からなる中間部材２４によれ
ば、上下のベアリングブロック１０，１０間でトルクを
伝達することができ、また上下のベアリングブロック１
０，１０間で相互に自由に姿勢を変更することができ、
さらにヨーク２４１ｂ，２４２ｂに対して十字軸２４３
の軸端部が挿入されているため上下のベアリングブロッ
ク１０，１０が分離されることなくしっかりと連結する
ことができる。

【００９８】図２７に示す、ユニバーサルジョイントか
らなる中間部材２４を免震装置に適用する場合には、十
字軸２４３の一方の軸線Ｌ_Xを一方の曲線軌道レール１
の軸方向と一致させ、十字軸２４３の他方の軸線Ｌ_Yを
他方の曲線軌道レール１の軸方向と一致させる。これに
より中間部材２４の傾斜傾き方向と上下の曲線軌道レー
ル１，１の軸方向とを一致させることができる。

【００９９】したがって、建築物が、地殻の変動による
地震により基盤が揺れた場合、その加速度により建築物
は、上下の曲線軌道レール１，１に沿って、移動するこ
とになる。地震の揺れの方向は、任意の方向であるが、
その加速度は、軌道レール１，１のＸＹ方向に分解され
るからである。この場合、建築物が揺れても、傾斜吸収
機能を有する中間部材２４により建築物の水平を維持す
ることができる。また、上下の曲線軌道レール１，１を
常に直交した方向に維持することができるため、建築物
の下部へ配設固定する際に、複数の三次元案内装置の方
向性を合わせることがきわめて容易である。即ち、基盤
側の複数の曲線軌道レール１の方向性さえ合わせれば、
建築物側の曲線軌道レール１の方向性は必然的に決定さ
れ、方向性を合わせる作業の必要がない。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる三
次元案内装置は基台と中間部材の間、中間部材と移動台
の間にそれぞれ曲線案内装置を配置したものであり、こ
の曲線案内装置は、ベアリングブロックは軌道レールに
対して所定の半径を有する円弧状の軌跡で円滑に移動
し、三次元案内装置は全体として、２つの円弧運動を組
み合わせた三次元的軌跡で自由に移動できる三次元案内
装置を構成することができる。

【０１０１】また三次元案内装置を構成する各曲線案内
装置の軌道レール及びベアリングブロックは、基台、中
間部材及び移動台を構成する取付部材に垂直取付面で支
持されるだけでなく水平取付面でも支えられるから荷重
を確実に支持することができ、三次元案内装置において
は、各取付部の水平部は荷重が作用する鉛直線上に並ぶ
から、レール取付部材とブロック取付部材との間の垂直
荷重を直接支持することができ、強固な構造とすること
ができる。このため、三次元案内装置を高荷重で使用す
ることができ、円滑な作動をするものとでき、建築物の
免振構造に使用することができるものすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る三次元案内装置に使用する曲線案
内装置の基本構成を示す一部断面平面図である。

【図２】図１に示した曲線案内装置の図１中のII−II線
断面図である。

【図３】本発明に係る三次元案内装置の第１の実施の形
態を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る三次元案内装置の第１の実施の形
態を示す図であり、（１）は部分断面正面図、（２）は
（１）のＸ方向からの部分断面側面図である。

【図５】本発明に係る三次元案内装置の第１の実施の形
態の第１の変形例を示す概略図であり、（１）は部分断
面正面図、（２）は（１）のＸ方向からの部分断面側面
図である。

【図６】本発明に係る三次元案内装置の第１の実施の形
態の第２の変形例を示す概略図であり、（１）は部分断
面正面図、（２）は（１）のＸ方向からの部分断面側面
図である。

【図７】本発明に係る三次元案内装置の第２の実施の形
態の第３の変形例を示す概略図であり、（１）は部分断
面正面図、（２）は（１）のＸ方向からの部分断面側面
図である。

【図８】本発明に係る三次元案内装置の第２の実施の形
態を示す概略図であり、（１）は部分断面正面図、
（２）は（１）のＸ方向からの部分断面側面図である。

【図９】本発明に係る三次元案内装置の第２の実施の形
態の第１の変形例を示す概略図であり、（１）は部分断
面正面図、（２）は（１）のＸ方向からの部分断面側面
図である。

【図１０】本発明に係る三次元案内装置の第２の実施の
形態の第２の変形例を示す概略図であり、（１）は部分
断面正面図、（２）は（１）のＸ方向からの部分断面側
面図である。

【図１１】本発明に係る三次元案内装置の第２の実施の
形態の第３の変形例を示す概略図であり、（１）は部分
断面正面図、（２）は（１）のＸ方向からの部分断面側
面図である。

【図１２】建築物の免振構造の概略を示す図である。

【図１３】本発明に係る三次元案内装置を建築物の免振
構造に使用する例を示す図である。

【図１４】本発明に係る三次元案内装置を建築物の免振
構造に使用する他の例を示す図である。

【図１５】本発明に係る三次元案内装置の第３の実施の
形態を示す正面図である。

【図１６】図１５のXVI矢視図である。

【図１７】本発明の第３の実施の形態における第１，第
２曲線案内装置の斜視図である。

【図１８】図１７の要部拡大図である。

【図１９】図１７のXIX−XIX線断面図である。

【図２０】ベアリングブロックに形成されたボール転動
溝を示す斜視図である。

【図２１】本発明の第３の実施の形態における第１，第
２曲線案内装置の変形例を示す断面図である。

【図２２】本発明の第３の実施の形態における第１，第
２曲線案内装置の変形例を示す斜視図である。

【図２３】ベアリングブロックに形成されたボール転動
溝を示す斜視図である。

【図２４】本発明の第３の実施の形態における第１，第
２曲線案内装置の第２変形例を示す断面図である。

【図２５】本発明の第３の実施の形態における第１，第
２曲線案内装置の第２変形例を示す斜視図である。

【図２６】ベアリングブロックに形成されたボール転動
溝を示す斜視図である。

【図２７】本発明の第３の実施の形態における中間部材
を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 軌道レール ３ 連結部 ５ 負荷ボール通路 ６，１１１，１１２，２２１，２２２ ボール転動溝 ７ ボール循環路 ８，２２３，２２４ 無負荷ボール通路 ９ ボール １０ ベアリングブロック １２ 袖部本体 １３ 蓋体 １４ ボール移送通路 １５ ボール方向転換通路 １８ ローラ ２０ 三次元案内装置 ２１ 曲線案内装置 ２２ 曲線案内装置 ２３ 基台 ２４ 中間部材 ２５ 移動台 ２６ 弾性部材 ３８ レール取付部材 ３９ ブロック取付部材 ７１ 上側面 ７２ 下側面 ７３ 側面 ７４ 取付面部 ８１，８２ ボール転動溝 １００ 三次元案内装置 １０１ 軌道レール体 １０３ 曲線案内装置 １０４ 曲線案内装置 １０５ 基台 １０６ 中間部材 １０７ 移動台 ４１１，４１２ 袖部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 裕一 東京都品川区西五反田３丁目11番６号 テイエチケー株式会社内 審査官 伊波 猛 (56)参考文献 特開 平４−107339（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−323332（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−101914（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−21440（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−54817（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−8037（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04H 9/02 331 F16C 29/06

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、基台の上側に下に凸な軌跡の第
   １曲線案内装置を介して配置される中間部材と、中間部
   材の上側に下に凸な軌跡で上記第１曲線案内装置の運動
   平面と交わる運動平面を有する第２曲線案内装置を介し
   て配置される移動台とを備え、 上記第１及び第２曲線案内装置は、 断面略矩形で上側を中心とする所定半径をもって長手方
   向に沿って湾曲形成され、湾曲中心側の上側面と、この
   上側面と相対する下側面にボール転動溝を長手方向にそ
   れぞれ形成した軌道レールと、 連結部、及び、この連結部の上下端から水平方向に伸び
   て、上記軌道レールの上側面と下側面とに対向配置され
   た第１及び第２の袖部はボール転動溝とボール循環路を
   それぞれ備え、軌道レールのボール転動溝とベアリング
   形成部のボール転動溝との間に多数の荷重負荷ボールを
   配置し、ボール循環路で循環させるベアリングブロック
   とを備え、 上記ベアリングブロックのうち垂直荷重が負荷されない
   側の第１の袖部のボール転動溝並設方向の寸法を垂直荷
   重が負荷される側の第２の袖部の寸法より短く構成し
   て、上記軌道レールの上側面及び下側面のうち垂直荷重
   が負荷されない面を上記ベアリングブロックから露出さ
   せて水平の取付面部を形成すると共に、 軌道レールを取り付ける部材に、垂直取付面と、この垂
   直取付面の端縁から水平方向に伸びる水平取付面とを形
   成し、この水平取付面に軌道レールの上記取付面部を当
   接させつつ、垂直取付面に軌道レールの側面を取り付
   け、 上記第１及び第２曲線案内装置のベアリングブロックを
   ともに中間部材に取り付け、このベアリングブロックを
   取り付ける中間部材に水平取付面及び垂直取付面を形成
   し、この水平取付面に上記垂直荷重が負荷される側の第
   ２の袖部を当接させて、この垂直取付面にベアリングブ
   ロックの連結部を取り付けるようにしたことを特徴とす
   る 三次元案内装置。
2. 【請求項２】 基台と中間部材との間、及び、中間部材
   と移動台との間の少なくとも一方の間には複数の曲線案
   内装置を並設するものとしたことを特徴とする請求項１
   記載の三次元案内装置。
3. 【請求項３】 上記三次元案内装置を構成する曲線案内
   装置の１つの軌道レールには複数のベアリングブロック
   を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の三次
   元案内装置。
4. 【請求項４】 上記三次元案内装置の各曲線案内装置に
   おける軌道レールのボール転動溝及び袖部のボール転動
   溝の断面形状は、ボールの半径より僅かに大きい半径寸
   法の弧を有し、上記ボールはこの各ボール転動溝の相対
   する２点で接触するものとし、ボールの接触箇所を結ぶ
   直線と荷重が負荷する鉛直線とがなす接触角θは９０゜
   以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   １項記載の三次元案内装置。
5. 【請求項５】 上記袖部を袖部本体と、この袖部の移動
   方向の端部に設けられる蓋体とで構成すると共に、 上記袖部本体にボール移送通路を形成し、上記蓋体に、
   負荷ボール通路と無負荷ボール通路とを連通するボール
   方向転換通路を形成し、 上記ボール移送通路と上記ボール方向転換通路とで上記
   無負荷ボール通路を構成したことを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれか１項記載の三次元案内装置。
6. 【請求項６】 上記基台の下面、上記移動台上面の少な
   くとも１個所には弾性部材を設けたことを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれか１項記載の三次元案内装置。
7. 【請求項７】 上記中間部材を上下の２部材構成とし、
   上下の部材の間に弾性部材を配置したことを特徴とする
   請求項１乃至６のいずれか１項記載の三次元案内装置。
8. 【請求項８】 基台と、基台の上側に配置された円弧状
   の軌跡を有する第１曲線案内装置と、上記第１曲線案内
   装置の上方に配置され円弧状の軌跡で上記第１曲線案内
   装置の運動平面と交わる運動平面を有する第２曲線案内
   装置と、上記第１曲線案内装置と第２曲線案内装置との
   間に位置し、第１曲線案内装置と第２曲線案内装置とを
   接続する中間部材とを備え、 上記第１及び第２曲線案内装置は、 垂直方向に所定の曲率で湾曲して形成され、両側面に所
   定曲率の円弧に沿って形成されたボール転動溝を有した
   軌道レールと、 連結部とその両端より下方に伸びる一対の袖部とを有し
   て下面側に凹部を有し、かつ両袖部に上記軌道レールの
   ボール転動溝に対応する位置に所定曲率の円弧に沿って
   形成されたボール転動溝を有するとともにこのボール転
   動溝に隣接した無負荷ボール通路とを有したベアリング
   ブロックと、 上記ベアリングブロックの前後両端面に取り付けられ、
   内面側に上記ボール転動溝と無負荷ボール通路の各端部
   間を互いに連結してボール無限循環通路を形成するボー
   ル方向転換通路を有した蓋体と、 上記ボール無限循環通路内を循環し、上記軌道レールの
   ボール転動溝と上記ベアリングブロックのボール転動溝
   との間で荷重を負荷する多数のボールとを備え、 上記中間部材は、上下一対のヨーク部材と、一対のヨー
   ク部材を連結する直交した２つの軸線を有する十字軸と
   を有し、上記上下一対のヨーク部材を上記第１及び第２
   曲線案内装置のベアリングブロックにそれぞれ固定し、
   上記十字軸の一方の軸線を一方の軌道レールの軸方向と
   一致させ、他方の軸線を他方の軌道レールの軸方向と一
   致させるようにし たことを特徴とする三次元案内装置。
9. 【請求項９】 上記軌道レールの両側面に形成されたボ
   ール転動溝は上下に並列して形成され、上記ベアリング
   ブロックの両袖部に形成されたボール転動溝は上下に並
   列して形成されていることを特徴とする請求項８記載の
   三次元案内装置。
10. 【請求項１０】 上記軌道レールの両側面に形成された
    ボール転動溝は一列からなり、軌道レールの上面に軌道
    レールに沿って並列してボール転動溝を形成し、上記ベ
    アリングブロックの両袖部に形成されたボール転動溝は
    一列からなり、ベアリングブロックの連結部の下面に上
    記軌道レールの上面のボール転動溝に対応する位置に所
    定曲率の円弧に沿って並列してボール転動溝を形成した
    ことを特徴とする請求項８記載の三次元案内装置。
11. 【請求項１１】 上記軌道レールの両側面に形成された
    ボール転動溝は一列からなり、軌道レールの上面に軌道
    レールに沿って並列して円柱状のローラが転走するロー
    ラ転走面を形成し、上記ベアリングブロックの両袖部に
    形成されたボール転動溝は一列からなり、ベアリングブ
    ロックの連結部の下面に上記軌道レールの上面のローラ
    転走面に対応する位置に所定曲率の円弧に沿って並列し
    てローラ転走面を形成したことを特徴とする請求項８記
    載の三次元案内装置。